洛陽佰納軸承講解滾動(dòng)軸承常見失效模式與解決方法
更新時(shí)間:2021-12-09點(diǎn)擊次數(shù):574次
1溝道單側(cè)極限位置剝落
溝道單側(cè)極限位置剝落主要表現(xiàn)在溝道與擋邊交界處有嚴(yán)重的剝落環(huán)帶。產(chǎn)生原因是軸承安裝不到位或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中突發(fā)軸向過載。
采取的對(duì)策是確保軸承安裝到位或?qū)⒆杂蓚?cè)軸承外圈配合改為間隙配合,以期軸承過載時(shí)使軸承得到補(bǔ)償。
如果無法確保安裝到位,可以提高潤滑劑的油膜厚度(提高潤滑油的粘度),或減低軸承的負(fù)載等方法來減少軸承的直接接觸。
2溝道在圓周方向呈對(duì)稱位置剝落
對(duì)稱位置剝落表現(xiàn)在內(nèi)圈為周圍環(huán)帶剝落,而外圈呈周向?qū)ΨQ位置剝落(即橢圓的短軸方向),原因主要是因?yàn)橥鈿た讬E圓過大或兩半分離式外殼孔結(jié)構(gòu),這在摩托車用凸輪軸軸承中表現(xiàn)尤為明顯。
當(dāng)軸承壓入橢圓偏大的外殼孔中或兩半分離式外殼固緊時(shí),軸承外圈產(chǎn)生橢圓,在短軸方向的游隙明顯減少甚至負(fù)游隙。
軸承在載荷的作用下,內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生周向剝落痕跡,外圈只在短軸方向的對(duì)稱位置產(chǎn)生剝落痕跡。這是該軸承早期失效的主要原因,經(jīng)對(duì)該軸承失效件檢驗(yàn)表明,該軸承外徑圓度已從原工藝控制的0.8um變?yōu)?/span>27um。此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于徑向游隙值。
因此,可以肯定該軸承是在嚴(yán)重變形及負(fù)游隙下工作的,工作面上易早期形成異常的急劇磨損與剝落。
采取的對(duì)策是提高外殼孔加工精度或盡可能不采用外殼孔兩半分離結(jié)構(gòu)。
3滾道傾斜剝落
在軸承工作面上呈傾斜剝落環(huán)帶,說明軸承是在傾斜狀態(tài)下工作的,當(dāng)傾斜角達(dá)到或超過臨界狀態(tài)時(shí)易早期形成異常的急劇磨損與剝落。產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)榘惭b不良,軸有撓度、軸頸與外殼孔精度低等。
采取對(duì)策為確保軸承安裝質(zhì)量與提高軸肩、孔肩的軸向跳動(dòng)精度,或提高潤滑油的粘度以獲得較厚的潤滑油膜。
4套圈斷裂
套圈斷裂失效比較少見,通常是突發(fā)性過載造成的。產(chǎn)生原因較為復(fù)雜,如軸承的原材料缺陷(氣泡縮孔)、鍛造缺陷(過燒)、熱處理缺陷(過熱)、加工缺陷(局部燒傷或表面微裂紋)、主機(jī)缺陷(安裝不良、潤滑貧乏、瞬時(shí)過載)等。受過載沖擊負(fù)荷或劇烈振動(dòng)均有可能使套圈斷裂。
采取的對(duì)策是避免過載沖擊載荷、選擇適當(dāng)?shù)倪^盈量、提高安裝精度、改善使用條件及加強(qiáng)軸承制造過程中的質(zhì)量控制。
5保持架斷裂
保持架斷裂屬于偶發(fā)性非正常失效模式。其產(chǎn)生原因主要有以下五個(gè)方面:
a.保持架異常載荷
如安裝不到位、傾斜、過盈量過大等易造成游隙減少,加劇摩擦生熱,表面軟化,過早出現(xiàn)異常剝落。
隨著剝落的擴(kuò)展,剝落異物進(jìn)入保持架兜孔中,導(dǎo)致保持架運(yùn)轉(zhuǎn)阻滯并產(chǎn)生附加載荷,加劇了保持架的磨損,如此惡化的循環(huán)作用,便可能造成保持架斷裂。
b.潤滑不良
主要指軸承運(yùn)轉(zhuǎn)處于貧油狀態(tài),易形成粘著磨損,使工作表面狀態(tài)惡化,粘著磨損產(chǎn)生的撕裂物易進(jìn)入保持架,使保持架產(chǎn)生異常載荷,有可能造成保持架斷裂。
c.外來異物的侵入是造成保持架斷裂失效的常見模式
由于外來硬質(zhì)異物的侵入,加劇了保持架的磨損與產(chǎn)生異常附加載荷,也有可能導(dǎo)致保持架斷裂。
d.蠕變現(xiàn)象也是造成保持架斷裂的原因之一
所謂蠕變多指套圈的滑動(dòng)現(xiàn)象,在配合面過盈量不足的情況下,由于滑動(dòng)而使載荷點(diǎn)向周圍方向移動(dòng),產(chǎn)生套圈相對(duì)軸或外殼向圓周方向位置偏離的現(xiàn)象。
蠕變一旦產(chǎn)生,配合面顯著磨損,磨損粉末有可能進(jìn)入軸承內(nèi)部,形成異常磨損--滾道剝落-保持架磨損及附加載荷的過程,以至可能造成保持架斷裂。
e.保持架材料缺陷
(如裂紋、大塊異金屬夾雜物、縮孔、氣泡)及鉚合缺陷(缺釘、墊釘或兩半保持架結(jié)合面空隙,嚴(yán)重鉚傷)等均可能造成保持架斷裂。
采取對(duì)策為在制造過程中加以嚴(yán)格控制。
6卡傷
所謂卡傷是由于在滑動(dòng)面損傷產(chǎn)生的部分的微小燒傷匯總而產(chǎn)生的表面損傷?;烂?、滾動(dòng)面圓周方句的線狀傷痕。滾子端面的擺線狀傷痕,靠近滾子端面的軸環(huán)面的卡傷。
造成卡傷的主要原因有:過大載荷,過大預(yù)壓,潤滑不良,異物咬入,內(nèi)圈外圈的傾斜,軸的撓度、軸、軸承箱的精度不良等。
可以通過適當(dāng)?shù)念A(yù)壓,改善潤滑劑和潤滑方法,提高軸、軸承箱的精度來解決。
7磨損
磨損失效是指表面之間的相對(duì)滑動(dòng)摩擦導(dǎo)致其工作表面金屬不斷磨損而產(chǎn)生的失效。造成磨損失效的因素主要有潤滑劑失效或缺乏潤滑劑,潤滑方式不對(duì),有磨粒進(jìn)入軸承內(nèi)部,負(fù)載過大等。
解決方法可以通過改善潤滑劑或改善潤滑方法,增強(qiáng)密封機(jī)構(gòu)等。
8擦傷
所謂擦傷,是在滾道面和滾動(dòng)面上,有隨著滾動(dòng)的打滑和油膜熱裂產(chǎn)生的微小燒傷的匯總而發(fā)生的表面損傷。
產(chǎn)生帶有粘著的粗糙表面。造成擦傷的原因主要有高速輕載荷、急加減速、潤滑劑不適當(dāng)、水的侵入等。
解決方法:改善預(yù)壓,改善軸承游隙,使用油膜性好的潤滑劑,改善潤滑方法,改善密封裝置等。
9壓痕
咬入了金屬小粉末或異物的時(shí)候,在滾道面或轉(zhuǎn)動(dòng)面上產(chǎn)生的凹痕或由于安裝時(shí)受到?jīng)_擊,在滾動(dòng)體的間距間隔上形成了凹面(布氏硬度壓痕)。
引起壓痕的主要因素是:金屬粉末等異物咬入,組裝時(shí)或運(yùn)輸過程中受到的沖擊載荷過大等。
解決方法:改善密封裝置,過濾潤滑油,改善組裝及使用方法等。
10燒傷
滾道、滾動(dòng)體以及保持架在旋轉(zhuǎn)中急劇發(fā)熱直至變色、軟化、熔敷和破損。造成燒傷的原因有潤滑不良,過大載荷(預(yù)壓過大),轉(zhuǎn)速過大,游隙過小,水、異物的侵入,軸、軸承箱的精度不良,軸的撓度大等。
可以通過改善潤滑劑及潤滑方法,糾正軸承的選擇,研究配合、軸承間隙和預(yù)壓,改善密封裝置,檢查軸和軸承箱的精度或改善安裝方法來解決。
11電流腐蝕
所謂電蝕是指電流在旋轉(zhuǎn)中的軸承套圈和滾動(dòng)體的接觸部分流動(dòng)時(shí),通過薄薄的潤滑油膜發(fā)出火花,其表面出現(xiàn)局部的熔化和凹凸現(xiàn)象。
引起電流腐蝕的主要原因是外圈與內(nèi)圈間的電位差以及靜電的作用。
解決方法:在設(shè)定電路時(shí),電流不通過軸承,對(duì)軸承進(jìn)行絕緣,靜電接地。
12生銹腐蝕
軸承的生銹和腐蝕有滾道、滾動(dòng)體表面的坑狀銹、全面生銹及腐蝕。軸承的生銹和腐蝕會(huì)造成套圈、滾動(dòng)體表面的坑狀銹,梨皮狀銹及滾動(dòng)體間隔相同的坑狀銹、全面生銹及腐蝕。
造成滾動(dòng)軸承生銹腐蝕失效的原因很多,主要有:水、腐蝕性物質(zhì)(漆、煤氣等)的侵入,潤滑劑不合適,由于水蒸氣的凝結(jié)而附有水滴,高溫多濕時(shí)停轉(zhuǎn),運(yùn)輸過程中防銹不良,保管狀態(tài)不合適,使用不合適等。
解決的方法有:改善密封裝置,研究潤滑方法,停轉(zhuǎn)時(shí)的防銹措施,改善保管方法,使用時(shí)要加以注意。
除上述常見的失效形式外,滾動(dòng)軸承在實(shí)際運(yùn)行中還有很多的失效形式,有待我們進(jìn)一步的分析研究。
綜上所述,從軸承常見失效機(jī)理與失效模式可知,盡管滾動(dòng)軸承是精密而可靠的機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)體,但使用不當(dāng)也會(huì)引起早期失效。
一般情況下,如果能正確使用軸承,可使用至疲勞壽命為止。軸承的早期失效多起于主機(jī)配合部位的制造精度、安裝質(zhì)量、使用條件、潤滑效果、外部異物侵入、熱影響及主機(jī)突發(fā)故障等方面的因素。
因此,正確合理地使用軸承是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,在軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和裝機(jī)過程中,針對(duì)產(chǎn)生早期失效的環(huán)節(jié),采取相應(yīng)的措施,可有效地提高軸承及主機(jī)的使用壽命。